與現代人的早期雜交導致後期尼安德特人體內Y染色體被替換 丹尼索瓦人則未被置換

2020-09-25 科普百分百

與現代人的早期雜交導致後期尼安德特人體內Y染色體被替換 丹尼索瓦人則未被置換(Natural History Museum

(神秘的地球uux.cn報導)據EurekAlert!:在最早一批全面分析人類兩個最近親屬(即丹尼索瓦人和尼安德特人)Y染色體的一項研究中,研究人員的報告與先前研究所提出的觀點一致,即古老人類與現代人類間的早期基因流動事件導致了古尼安德特人的Y染色體最終被滲入的智人Y染色體替換。丹尼索瓦人的Y染色體則未被智人的Y染色體置換。

Mikkel Heide Schierup在相關的《視角》中寫道:「在[這一]新研究之前…考古學家僅有為數有限的2個尼安德特人的Y染色體數據,但有關這兩種人相遇早期所發生的Y染色體交換的信息則闕如。」越來越多的關於尼安德特人、丹尼索瓦人和智人的古DNA研究提示,它們有著互相交纏的演進和種群歷史,其中包括早期現代人和古人類之間發生的幾次人種混合事件。然而,來自古時樣本的細胞核DNA和線粒體DNA序列(mtDNA)揭示了這3組人中很難進行解釋的系統發育差異。

例如,常染色體基因組顯示,尼安德特人和丹尼索瓦人是在距今55萬多年前與現代人分開的姊妹人群。然而,除最早的尼安德特人mtDNA樣本外,其它所有樣本的mtDNA與現代人樣本的相似性都遠遠大於與丹尼索瓦人的相似性。這些研究提示,尼安德特人原先攜帶的是一種丹尼索瓦人樣的mtDNA,但後來通過與早期現代人雜交而被完全取代,時間可能在35萬年至15萬年前之間。雖然遺傳自父系的Y染色體的基因組數據會有助於解決令人困惑的基因流動,但迄今為止,在研究過的男性尼安德特人和丹尼索瓦人遺骸中幾乎沒有保存完好的Y染色體DNA。

為了彌合數據中的這一缺口,Martin Petr和同事用了一種基於靶向捕獲的DNA測序方法,旨在從保存不佳的3個尼安德特人男性和2個丹尼索瓦人男性的遺骸中富集和提取Y染色體序列。Petr等人發現,像遺傳自母系的mtDNA一樣,現代人和尼安德特人的Y染色體彼此之間的關係要近於和丹尼索瓦人的關係;這一發現支持這樣的觀點,即早期現代人與尼安德特人的種間雜交以及隨後的選擇導致了後期尼安德特人體內的更為古老的丹尼索瓦人樣的基因物質被完全替換。

相關報導:研究揭示尼安德特人基因滲入的本質

(神秘的地球uux.cn報導)據小柯機器人:前段時間,冰島大學Kari Stefansson、丹麥奧爾胡斯大學Mikkel Heide Schierup和Laurits Skov小組合作,通過研究27,566個冰島人基因組揭示了尼安德特人基因滲入的本質。這一研究成果在線發表在2020年4月22日的《自然》上。

研究人員通過對來自27,566個冰島人的全階段全基因組序列中檢測到的1,440萬個假定古染色體片段的研究,檢測了尼安德特人基因滲入的影響;這些數據對應範圍為56,388–112,709獨特古染色體片段,覆蓋了可調用基因組的38.0–48.2%。

基於與已知古基因組的相似性,研究人員將84.5%的片段與阿爾泰山脈或迪亞尼安德特人來源的基因相匹配,將3.3%的片段與丹尼索瓦人相匹配,未知來源的片段佔12.2%。

研究發現,冰島人有比預期更多的丹尼索瓦人樣基因碎片。丹尼索瓦人基因流可以最好地解釋這一點,它可以滲入尼安德特人的祖先,也可以直接流入人類。個體片段與同形非片段個體的內部配對比較顯示,儘管在人類和尼安德特人世系分離的50萬年中,雖然總體突變率相似,但相對頻率不同突變類型可能是由於男性和女性世代間隔不同造成的。

最後,研究人員評估了271個表型,報告了5個由古老片段變體驅動的關聯,並揭示大多數先前報導的關聯可以由非古老變體解釋。

研究人員表示,人類進化史隨著不同群體的交融而豐富。除非洲之外的大多數人中約有2%的基因組是與尼安德特人基因的混合物,而尼安德特人的歷史發生在5萬至6萬年前。

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  • Y染色體完全來自智人
    此後,分子技術的進步使馬克斯·普朗克研究所的科學家得以為進化人類學確定尼安德特人常染色體基因組的高質量序列,並發現了一個早已滅絕的全新人類分支,即丹尼索瓦人,他們是亞洲尼安德特人的親戚。但是,由於所有保存良好,足以產生足夠數量DNA的標本都來自女性個體,因此之前無法對尼安德特人和丹尼索瓦人的Y染色體進行全面研究。
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    但一項新研究發現,大約10萬年前,智人男性與尼安德特人女性的結合讓尼安德特人的Y染色體發生了變化,甚至讓整個族群原有的Y染色體被取代。尼安德特人的染色體和現代人類染色體大部分相似,但DNA探針仍能捕獲不同的鹼基對。藉助現代男性Y染色體的小塊DNA序列,該探針可以識別古老的男性Y染色體DNA並與之結合。
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  • 早期人類不僅僅局限於尼安德特人
    我們認為現代人類是由現代人類祖先與尼安德特人等其他早期人族雜交而來的已經有一段時間了。但事實證明,它們比我們想像的還要混雜。研究發現,一些美拉尼西亞人(居住在巴布亞紐幾內亞和其他太平洋島嶼)的丹尼索瓦人血統約佔5%,而東亞和南亞的這一比例約為0.2%。丹尼索瓦人有一種特殊的基因突變被認為傳給了現在的西藏人民,這使得他們能夠在高海拔地區生存下來。
  • 智人和尼安德特人,真的交配過了嗎?
    儘管科學證明了人類與尼安德特人交配,但證據中仍有一些問題有待解決。它們是什麼時候開始雜交的?是兩廂情願的嗎?現代人類和尼安德特人有關係嗎?大多數現代人,只有一小部分尼安德特人的DNA事實證明,史前智人和尼安德特人之間,並沒有什麼太大的區別。雖然尼安德特人更健壯,骨骼更厚,但他們在很多方面是兼容的。
  • 研究顯示現代人曾與多個滅絕人種大範圍雜交—新聞—科學網
    這兩個古基因組一個來自尼安德特人,一個來自另一個古代人種——丹尼索瓦人。研究人員在皇家學會於11月18日在英國倫敦舉行的一次會議上報告了這一研究成果。他們指出,異種繁衍存在於大約3萬年前生活在歐洲與亞洲的幾個遠古人種之間,並且其中甚至包括一種迄今未知的來自亞洲的人類祖先。
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    包括中國人在內的亞洲人也源自非洲,是從非洲走出的現代人與兩種早期智人——尼安德特人、丹尼索瓦人「親密接觸」產生的後代。 金力介紹,黑猩猩是與人類關係最近的物種,兩個物種在距今700萬—400萬年前分化。200萬年前,南方古猿出現,它們的化石只在非洲被發現。190萬—160萬年前,直立人在非洲生存,他們的化石在歐亞大陸也廣泛存在。
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    2010年,經過DNA基因組測序,發現這塊小指骨既不屬於我們現代人,也不屬於已知的尼安德特人,而是一個完全未知的新人群,就是「丹尼索瓦人」。很明顯,這個名字是根據其發現地命名的,這也是考古發現命名的一般規則。 這個丹尼索瓦人有什麼神奇的呢?
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    這再次證明,歷史上不同的早期人類物種間發生性行為是十分稀鬆平常的事情。塞爾希·卡斯特利亞諾(Sergi Castellano)是德國萊比錫城馬克斯·普朗克演化人類學研究所的人口遺傳學家。他認為:「隨著越來越多的古人類和早期現代人被找到並測序,我們將會看到更多的種間交配行為。」通過分析尼安德特人基因組中的智人DNA痕跡,卡斯特利亞諾的團隊發現了最新的種間交配證據,大約發生於10萬年前。
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    圖1:從六個不同角度拍攝的小女孩骨骼碎片,她的母親是尼安德特人(Neanderthal),而父親是丹尼索瓦人(Denisovan)到目前為止,這就是我們對神秘的丹尼索瓦人的全部認知。另一項引人注目的新發現(也在丹尼索瓦洞穴中)描繪了一幅更有趣的畫面,告訴我們丹尼索瓦人也與尼安德特人有過跨種群雜交。
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    科研人員通過分析一種唾液蛋白質基因的演化過程發現,大約 15 萬年前,撒哈拉以南非洲人的祖先曾與一種前所未知的原始人類有過基因交流